El papel del córtex medio prefrontal en el deterioro en la toma de decisiones en el trastorno por déficit de atención e hiperactividad en jóvenes

RESUMEN

Resumen: El trastorno por déficit de atención e hiperactividad ha sido asociado con un aprendizaje y una toma de decisiones deficiente. Los modelos sobre el TDAH han sugerido que estos déficits podrían estar causados por deteriorados errores de predicción de la recompensa. (RPEs) Los errores de predicción de refuerzo son señales que indican violaciones de expectativas y son codificados por el sistema dopaminérgico. Sin embargo, los déficits en aprendizaje y toma de decisiones precisos y sus correlatos neurobiológicos en el TDAH no son bien conocidos. El objetivo de este estudio es determinar los mecanismos de la alteración en la toma de decisiones y el aprendizaje en el TDAH juvenil utilizando modelos computacionales avanzados, así como los procesos neurales RPEs relacionados utilizando neuroimagenes multimodales. Veinte adolescentes con TDAH y 20 adolescentes sanos sirviendo de controles (con edades entre los 12 y los 16 años)fueron examinados usando la tarea de aprendizaje probabilístico inverso mientras de forma simultanea eran grabadas imágenes por resonancia magnética funcional y electroencefalogramas. El aprendizaje y la toma de decisiones fueron investigados mediante el contraste de un modelo bayesiano jerárquico con un modelo avanzado del aprendizaje por refuerzo y comparando los modelos del parámetro. Los correlatos neurales de los RPEs fueron estudiados mediante imagen por resonancia magnética funcional y electroencefalograma. Los adolescentes con TDAH mostraron un aprendizaje más simple como refleja el modelo de aprendizaje por refuerzo (probabilidad de excedencia, Px?=?.92) y también mostraban un aumento en la conducta exploratoria en comparación con los controles sanos (media [DE ] parámetro de inclinación de la decisión ?: ADHD , 4,83 [ 2,97 ]; controles , 6,04 [ 2,53 ] ; P = 0,02). Los análisis de las imágenes de resonancia magnética funcional revelaron deterioros en el procesamiento RPE en el córtex medio prefrontal durante la señal así como durante la presentación de resultados (P?<?.05, corrección del error familiar). El deterioro relacionado con el resultado en el córtex medio prefrontal podría ser atribuido a un procesamiento deficiente entre 200 y 400 después de la presentación del feedback tal y como se refleja por lareducida negatividad asociada al feedback (ADHD, 0.61 [3.90] ?V; controles, ?1.68 [2.52] ?V; P?=?.04). La combinación de los modelos computacionales de la conducta y la neuroimagen multimodal revelaron que los deficitarios mecanismos en toma de decisiones y aprendizaje de los adolescentes con TDAH son impulsados por un procesamiento RPE deficitario en el córtex medio prefrontal. Este novedoso acercamiento combinado promueve la comprensión de los mecanismos patológicos del TDAH y podría impulsar las estrategias de tratamiento. Para acceder al texto completo consulte las características de suscripción de la fuente original: http://archpsyc.jamanetwork.com/journal.aspx

ABSTRACT

: Importance  Attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD) has been associated with deficient decision making and learning. Models of ADHD have suggested that these deficits could be caused by impaired reward prediction errors (RPEs). Reward prediction errors are signals that indicate violations of expectations and are known to be encoded by the dopaminergic system. However, the precise learning and decision-making deficits and their neurobiological correlates in ADHD are not well known. Objective  To determine the impaired decision-making and learning mechanisms in juvenile ADHD using advanced computational models, as well as the related neural RPE processes using multimodal neuroimaging. Design, Setting, and Participants  Twenty adolescents with ADHD and 20 healthy adolescents serving as controls (aged 12-16 years) were examined using a probabilistic reversal learning task while simultaneous functional magnetic resonance imaging and electroencephalogram were recorded. Main Outcomes and Measures  Learning and decision making were investigated by contrasting a hierarchical Bayesian model with an advanced reinforcement learning model and by comparing the model parameters. The neural correlates of RPEs were studied in functional magnetic resonance imaging and electroencephalogram. Results  Adolescents with ADHD showed more simplistic learning as reflected by the reinforcement learning model (exceedance probability, Px?=?.92) and had increased exploratory behavior compared with healthy controls (mean [SD] decision steepness parameter ?: ADHD, 4.83?[2.97]; controls, 6.04?[2.53]; P = .02). The functional magnetic resonance imaging analysis revealed impaired RPE processing in the medial prefrontal cortex during cue as well as during outcome presentation (P?<?.05, family-wise error correction). The outcome-related impairment in the medial prefrontal cortex could be attributed to deficient processing at 200 to 400 milliseconds after feedback presentation as reflected by reduced feedback-related negativity (ADHD, 0.61 [3.90] ?V; controls, ?1.68 [2.52] ?V; P?=?.04). Conclusions and Relevance  The combination of computational modeling of behavior and multimodal neuroimaging revealed that impaired decision making and learning mechanisms in adolescents with ADHD are driven by impaired RPE processing in the medial prefrontal cortex. This novel, combined approach furthers the understanding of the pathomechanisms in ADHD and may advance treatment strategies.

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